수평 위치 표현
Horizontal position representation
위치 표현은 기준과 관련된 위치를 표현하는 데 사용되는 매개변수다. 지구에 상대적인 위치를 나타낼 때는 수직 위치(높이 또는 깊이)를 따로 나타내고, 수평 위치를 나타내기 위해 다른 매개변수를 사용하는 것이 가장 편리한 경우가 많다. 수평 위치만 관심 있는 여러 응용 프로그램도 있다. 예를 들어 선박과 지상 차량/차 등이 이에 해당할 수 있다. 지리적 좌표계의 일종이다.
수평 위치 표현에는 여러 가지 옵션이 있는데, 각각 다른 속성을 가지고 있어 다른 애플리케이션에 적합하다. 위도/경도 및 UTM은 일반적인 수평 위치 표현이다.
수평 위치에는 자유도가 2개 있으며, 따라서 두 매개변수는 그러한 위치를 고유하게 설명하기에 충분하다. 그러나 회전을 나타내기 위한 형식주의로서 오일러 각도를 사용하는 것과 유사하게 최소한의 매개변수만 사용하는 것이 특이점을 주므로 이를 피하기 위해서는 수평 위치에 3개의 매개변수가 필요하다.
위도 및 경도
가장 일반적인 수평 위치 표현은 위도와 경도다. 매개변수는 직관적이고 잘 알려져 있으며, 따라서 위치도를 사용하는 등 인간에게 위치를 전달하는 데 적합하다.
그러나 위도와 경도는 수학적 표현(컴퓨터 프로그램의 계산 포함)에 주의하여 사용해야 한다. 주된 이유는 이 지점들에서 경도를 정의하지 못하게 만드는 극지방의 특이점들이다. 또한 극점 근처에는 위도/경도 그리드가 매우 비선형적이며, 다른 위치에서 충분히 정확한 계산에서 몇 가지 오류가 발생할 수 있다. [1]
또 다른 문제 영역은 경도 ±180°의 자오선이며, 경도에는 불연속성이 있으므로 이를 처리하기 위해 특정 프로그램 코드를 작성해야 하는 경우가 많다. 그러한 코드를 생략한 결과의 예로는 이 자오선을 넘는 동안 12대의 F-22 랩터 전투기의 항법 시스템이 충돌한 것이다.[2]
n-11
n-matrix는 위도와 경도를 대체할 수 있는 세 가지 매개변수 비반복 수평 위치 표현이다. 기하학적으로 기준 타원체에 정상인 단위 벡터다. 벡터는 지구 중심 접지 고정 좌표계에서 분해된다. 그것은 모든 지구의 위치에서 동일하게 행동하며, 수학적 일대일 특성을 가지고 있다. 벡터 제형은 표준 3D 벡터 대수학을 사용할 수 있게 하므로 n-벡터는 추가, 빼기, 보간 및 평균 위치 등 수학 계산에 적합하다.
세 개의 매개변수를 사용하여, n-벡터는 인간에게 직접 위치를 전달하기에 불편하며 위치도를 보여주기 전에 위도/경도로의 변환이 필요할 수 있다.
국부 평지 가정
제한된 영역 내에서 여러 가지 계산을 수행할 때 데카르트 좌표계는 지정된 접지 고정 위치에서 원점으로 정의될 수 있다. 원점은 흔히 기준 타원체 표면에서 z축을 수직 방향으로 하여 선택된다. 따라서 이 좌표 프레임에 상대적인 (3차원) 위치 벡터는 두 개의 수평 매개변수와 하나의 수직 매개변수를 가질 것이다. 축은 일반적으로 노스이스트다운(North-East-Down) 또는 동서업(East-North-Up)으로 선택되기 때문에 이 시스템은 경맥과 평행의 선형화로 볼 수 있다.
작은 영역의 경우 국부 좌표계가 상대적 위치 선정에 편리할 수 있지만 (수평) 거리가 증가하면 오류가 증가하고 접선 지점의 위치가 변경되어야 할 수 있다. 북극과 동쪽 방향을 따라 정렬하는 것은 폴란드에서는 불가능하며, 폴란드 근처에서는 이러한 방향의 오차가 클 수 있다(여기서는 선형화가 매우 작은 지역에서만 유효하다).
그리드 기준 시스템
관심의 위치가 이동함에 따라 위치를 다시 조정해야 하는 하나의 로컬 데카르트 그리드 대신 지구를 덮고 있는 고정된 일련의 지도 투영을 정의할 수 있다.
UTM
UTM은 지구를 60개의 경도 영역으로 나누는 그런 시스템 중 하나이다(그리고 극지방의 UPS를 포함).
UTM은 널리 사용되고 있으며 좌표는 대략 북쪽과 동쪽의 미터와 일치한다. 그러나 지도 거부 집합으로서 그것은 고유의 왜곡을 가지고 있으므로 UTM에 기초한 대부분의 계산은 정확하지 않을 것이다. 구역의 교차로는 추가적인 복잡성을 야기한다.
비교
특정 애플리케이션에서 위치를 나타내기 위해 사용할 매개변수를 결정할 때 고려해야 할 몇 가지 특성이 있다. 다음 표는 고려해야 할 사항을 요약한 것이다.
| 표현 | 프로스 | 단점 |
|---|---|---|
| 위도 및 경도 |
| |
| n-11 |
| |
| 로컬 데카르트 좌표계 |
|
|
| UTM |
|
참고 항목
참조
- ^ Gade, Kenneth (2010). "A non-singular horizontal position representation" (PDF). The Journal of Navigation. Cambridge University Press. 63 (3): 395–417. doi:10.1017/S0373463309990415.
- ^ "Stealth fighters hit by software crash". 27 February 2007. Retrieved 2 June 2015.
